§ 23. Взаємодія вірусів із клітинами

• До змісту відповідей

БІОЛОГІЧНИЙ ДЕТЕКТИВ

То як саме бактерії захищаються від вірусів за допомогою цієї системи?

Після знищення вірусної ДНК бактерія вбудовує її короткий фрагмент у ділянку власного геному CRISPR. При повторному проникненні такого ж вірусу бактеріальна клітина за допомогою спеціального білкового комплексу Cas швидко розпізнає ворожу ДНК за цим збереженим фрагментом і розщеплює її.

ТРЕНУЙСЯ ДУМАТИ

1. Деякі бактеріофаги, потрапляючи в бактерію, не знищують її, а вбудовують свою ДНК в ДНК бактерії і так існують протягом певного часу (мал. 23.1). Які вигоди може мати така стратегія взаємодії бактеріофага з клітиною бактерії?

Така стратегія дозволяє вірусу зберігати свій генетичний матеріал у несприятливих умовах, коли навколо мало клітин для інфікування. Бактеріофаг розмножується разом із бактеріальною клітиною під час її поділу, не витрачаючи власних ресурсів та зберігаючи клітину-хазяїна живою.

2. Деякі віруси, як-от вірус грипу або коронавірус, потребують постійного створення нових варіантів вакцин. Чим це зумовлено?

Це зумовлено дуже високою мінливістю та високою частотою мутацій геному цих вірусів. Оскільки їхні поверхневі білки постійно змінюються, імунна система людини, підготовлена попередньою вакциною, перестає розпізнавати оновлену форму вірусу.

ЗАПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

1. Чому віруси не здатні розмножуватися поза живими клітинами?

Віруси є неклітинними формами життя і не мають власного білоксинтезувального апарату, рибосом та системи обміну речовин. Вони можуть синтезувати власні білки й нуклеїнові кислоти лише за допомогою ресурсів, ферментів та енергії живої клітини-хазяїна.

2. Переглянь відео в e-додатку і дай відповіді на запитання (завдання 23.1).

У відеоматеріалі висвітлено послідовні етапи життєвого циклу вірусу: прикріплення до поверхні клітини-хазяїна, проникнення його нуклеїнової кислоти всередину, реплікацію вірусного геному та синтез білків, а також збирання й вихід нових віріонів у навколишнє середовище.

3. Чому бактеріофагам важко проникати в клітини бактерій і як вони це роблять?

Бактеріофагам важко проникати в клітини бактерій через те, що бактерії мають товсту та міцну клітинну стінку. Для проникнення всередину бактеріофаги спочатку прикріплюються до поверхні клітини, а потім механічно проштрикують її спеціальною порожнистою білковою трубкою або руйнують стінку за допомогою спеціальних ферментів. Деякі бактеріофаги використовують обидва ці способи одночасно.

4. Які вірусні захворювання вражають людину і які з них можна вважати найбільш небезпечними у сучасних умовах?

Людину вражають такі вірусні захворювання, як грип, коронавірусна інфекція, ВІЛ/СНІД, гепатити, ротавірусна інфекція, вірус папіломи людини, сказ, лихоманка Ебола та натуральна віспа. У сучасних умовах найбільш небезпечними вважаються СНІД, лихоманка Ебола, сказ, гепатити та важкі форми коронавірусної інфекції через високий рівень смертності, швидку мінливість вірусів та складність підбору ефективного лікування.

5. Як збудники вірусних захворювань можуть потрапляти в організм людини?

Збудники вірусних захворювань можуть потрапляти в організм людини повітряно-крапельним шляхом під час дихання, кашлю чи чхання, через травний тракт разом із зараженою їжею чи водою, через пошкоджену шкіру або слизові оболонки, під час укусів інфікованих комах чи тварин, а також через кров та під час статевих контактів.

6. В середині ХХ століття в одному з європейських містечок почалася епідемія вірусу енцефаліту, який, як було вже відомо на той час, потрапляв в організм людини через укуси кліщів. Але більшість хворих у цьому містечку з кліщами не контактували. Яким ще способом вірус міг потрапити в організм? Запропонуй гіпотезу, яка пояснює цей факт, і вкажи, яким способом можна її перевірити.

Вірус енцефаліту міг потрапити в організм людини аліментарним шляхом, тобто через вживання сирого молока або молочних продуктів від заражених домашніх тварин (кіз або корів), яких кусали кліщі. Гіпотеза полягає в тому, що джерелом інфікування мешканців містечка стало непастеризоване молоко тварин-носіїв вірусу кліщового енцефаліту. Перевірити цю гіпотезу можна шляхом лабораторного аналізу зразків сирого молока місцевих господарств на наявність вірусу енцефаліту, а також опитування хворих щодо вживання ними сирого молока перед початком хвороби.

СКЛАДАЄМО БІОЛОГІЧНІ ПАЗЛИ (РЕФЛЕКСІЯ)

Виконай завдання (див. с. 9).

1. Назви три факти, які ти дізнався/дізналася після опанування параграфа.

• Взаємодія вірусу з клітиною складається з чотирьох послідовних етапів: прикріплення, проникнення, реплікації та виходу з клітини.
• Бактерії мають власну систему набутого імунітету CRISPR/Cas, яка розрізає та запам’ятовує вірусну ДНК для захисту від повторних атак.
• РНК-віруси, зокрема ретровіруси (як-от ВІЛ), мають дуже високу мінливість, тому проти них складно створити постійні ефективні вакцини.

2. Закінчи одне з речень: Я став/стала більш обізнаним/обізнаною щодо… Мене здивувало… Я побачив/побачила зв’язок…
Я став більш обізнаним щодо того, чому вірусні інфекції набагато складніше лікувати препаратами порівняно з бактеріальними захворюваннями.

3. З якими перешкодами ти зіткнувся/зіткнулася під час опанування параграфа? Як ти подолав/подолала труднощі?
Спочатку було важко зрозуміти відмінності між способами проникнення вірусів у клітини бактерій та в клітини тварин. Подолати цю труднощ допомогло детальне порівняння схематичних малюнків у підручнику.

4. Де і як ти зможеш використати знання і набутий досвід?
Отримані знання допоможуть свідомо ставитися до профілактики захворювань, вчасно робити необхідні щеплення, а також дотримуватися правил особистої гігієни та термічної обробки продуктів харчування.